三种包边技术在汽车行业的应用

发布时间2016-10-26 12:00:24


包边,就是施加一定的外力,使钣金件边缘向内侧翻入,将另一钣金件包住,使两种钣金牢靠的连接在一起。包边过程如图1所示。包边成型后一般有两种形式:平直包边和圆环包边,如图2、3所示。


目前汽车制造行业大量使用包边技术,尤其是在门盖总成生产中被广泛应用。目前常见的包边技术有三种:压机包边(HEMMING PRESS),专机包边(Table Top HEMMING),机器人滚轮包边(ROBOT HEMMING SYSTEM)。下面对这三种不同的包边技术进行详细的介绍。


一、压机包边


1、系统组成

压机包边系统由压机、上下模具、输送机构、电控系统组成,输送机构可以是手动操作机械手,也可以是自动机械手,还可以是机器人搬运。

包边成型原理?

包边成型压力?

压机包边分类,尺寸,代表厂家

注:一般需要天车、地面安装导轨用于切换维修模具,对地面承载强度和厂房高度有要求。


2、制造成本

以发动机罩为例,一道工序完成,需要1套压机系统约260万元人民币,1套上下模具130万元人民币,合计390万元。


3、占地面积

压机一般尺寸?以发动机罩为例,发动机罩总成轮廓尺寸1100mm×1500mm,则上下模具轮廓尺寸约为?,系统占地面积?

本文举例的是150t41段式。2000mm×2000mm。

 

4、生产节拍

注:工作节拍为不考虑设备可动率的工作时间,从一个系统循环开始至一个系统循环结束。

压机包边系统工作节拍与工件翻边角度成正比,一般翻边角度<105°时,需要1道工序;翻边角度>105°时,需要2道工序(第一道工序予包边,第二道工序包边)。拐角处处理起来比较容易。


5、柔性化

生产柔性化:柔性非常好,更换品种时,只需更换包边模具即可。更换时间短,一般只需要10min。需要建储。

搬迁柔性化:压机对土建承载要求很高。一般不做搬迁,安装时需要注意哪些事情?较长时间才能恢复生产?


6、产品质量

此处产品质量包含两方面:对来件产品质量的要求和包边成型后质量状态。

A、对来件产品质量的要求?

B、包边成型后质量状态

压机包边,周边轮廓一次成型,压力均匀的施加在工件上,所以工件外表面质量高、成型质量好,产品质量稳定性好。

但是正由于其适应性差,成型产品一旦出现质量缺陷后,需要很长时间修整模具才能消除质量缺陷。


7、调试周期及调试成本

正如前面提到的,包边成型来源于上下模具。可以在压机外修整模具,而不会影响压机生产其他品种的工件。一般来说,在冲压件批次稳定的情况下,调试出合格成品需要约1周时间,需要调试件30~50件。


8、生产维护


A、设备维修            电机维修、系统电气维修

B、工装维修            模具修整

C、人员需求            熟练模修、系统电气程序识读



 

二、专机包边


1、系统组成

专机压合系统由压合模具、输送机构、电控系统组成,输送机构可以是手动操作机械手,也可以是自动机械手,还可以是机器人搬运。



注:工作节拍为不考虑设备可动率的工作时间,从一个系统循环开始至一个系统循环结束。


包边过程有很多种,主要是上模、下模运动或静止。举例如下:

类似于传统的压机压合,有上下模,但是上模是由电机驱动。


2、制造成本

以发动机罩为例,一道工序完成,1套专机压合系统约需要400万元人民币。


3、占地面积

以发动机罩为例,发动机罩总成轮廓尺寸1100mm×1500mm,则压合模具轮廓尺寸约为2600mm×3100mm,系统占地面积3345mm×11425mm


4、生产节拍

注:工作节拍为不考虑设备可动率的工作时间,从系统循环开始至系统循环结束。

专机包边系统工作节拍与工件翻边角度成正比的,一般翻边角度<105°时,需要1道工序;翻边角度>105°时,需要2道工序(第一道工序予包边,第二道工序包边)。拐角处处理起来比较容易。


5、柔性化

生产柔性化:没有柔性,上摸虽然可以拆卸,但是一旦拆卸,再次安装便需要大量时间修整模具,才能生产合格件,较长时间才能恢复生产。不适合售后备品生产。

搬迁柔性化:不需要土建。不宜搬迁,不仅需要调平压合台,还需要精确安装调整传送机构,搬迁实际上相当于新设备安装调试。较长时间才能恢复生产。


6、产品质量

此处产品质量包含两方面:对来件产品质量的要求和包边成型后质量状态。

a、 对来件产品质量的要求          

专机包边技术,是非常敏感的系统,不能克服来件质量中的一些小缺陷,例如翻边长度、翻边角度的变化。来件缺陷适应性差。

b、包边成型后质量状态       

专机包边,周边轮廓一次成型,压力均匀的施加在工件上,所以在工件外表面质量较高。产品质量稳定性较好。但是正由于其适应性差,成型产品一旦出现质量缺陷后,需要很长时间修整模具才能消除质量缺陷。


7、附属设备

工件不可以使用人工搬入,必须借用专用的输送机构完成工件的搬运,例如机械手、机器人、往复机构等。


8、调试周期及调试成本

正如前面提到的,工件包边成型来源于上模。这样,必须等待系统安装完毕后,才能修整模具。一般来说,在冲压件批次稳定的情况下,调试出合格成品需要约1周时间,需要调试件30~50件。


9、生产维护


A、设备维修            电机维修、系统电气维修

B、工装维修            模具修整

C、人员需求            熟练模修、系统电气程序识读



三、机器人滚轮包边


1、系统组成

机器人滚轮包边系统由机器人、下模、滚轮、电控系统组成。

2、制造成本

以发动机罩为例,1套机器人滚轮包边系统约需要200万元人民币。


3、占地面积

以发动机罩为例,发动机罩总成轮廓尺寸1100mm×1500mm,则压合模具轮廓尺寸约为R=1000mm,系统占地面积3000mm×4500mm

4、生产节拍

注:工作节拍为不考虑设备可动率的工作时间,从系统循环开始至系统循环结束。

机器人滚轮包边工作节拍与工件翻边角度和工件翻边曲面复杂程度成正比的,一般翻边角度<105°时,需要滚轮包边3次;翻边角度>105°时,需要滚轮包边>3次。


5、柔性化

生产柔性化:机器人滚轮包边系统中,包边是由机器人完成的,而机器人的轨迹可以通过程序示教完成,更换压合模具,重新示教包边程序,就可以实现柔性化生产。当然,此处的柔性化是针对车型换型时说的,在车型量产周期内,是不能反复更换压合模具的,因为更换模具需要花费相当长的时间,而且每更换一次模具就会使质量发生变化。此处的柔性化还适合车型停产后,为售后提供备品。

搬迁柔性化:不需要土建。搬迁方便,使用叉车,整体搬迁,只需要调平工作台,程序确认,一般不需要修改程序,最多局部修改,短时间内重新投入生产。


6、产品质量

此处产品质量包含两方面:对来件产品质量的要求和包边成型后质量状态。

a、对来件产品质量的要求

b、机器人携带滚轮包边,能够克服来件质量中的一些小缺陷,例如油污、毛刺、翻边长度变短<2mm、翻边角度变大<10°。来件缺陷适应性强。

包边成型后质量状态       机器人携带滚轮包边,周边轮廓不是一次成型,而是分段逐步。



7、调试周期及调试成本

正如前面提到的,包边成型来源于机器人程序轨迹。这样,可以提前对机器人进行离线仿真编程,待安装完毕后,将已经仿真好的程序直接写入机器人控制器,只需要局部修改程序轨迹即可。一般来说,在冲压件批次稳定的情况下,调试出合格成品需要约3天时间,需要调试件10~20件。


8、生产维护


A、设备维修            机器人维修、系统电气维修

B、工装维修            模具修整

C、人员需求            熟练机器人程序示教、系统电气程序识读





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